🎨 7. évfolyam – Alkotó

🤖 Programozás micro:bittel és Microsoft MakeCode-dal

A micro:bit egy kisméretű, programozható számítógép. LED-kijelzővel, gombokkal, érzékelőkkel és rádiókapcsolattal rendelkezik. A Microsoft MakeCode segítségével színes blokkokból állíthatjuk össze a programját.

A micro:bit használata során a programozás eredménye nemcsak a számítógép képernyőjén jelenik meg: a készülék fényt, hangot és mozgást is érzékelhet, valamint más micro:bitekkel is kommunikálhat.

---

🎯 Cél

A tanulók legyenek képesek:

• megismerni a micro:bit részeit;
• önálló MakeCode-programokat készíteni;
• megérteni a bemenet és a kimenet fogalmát;
• eseményvezérelt programokat létrehozni;
• változókat, feltételeket és ciklusokat használni;
• alkalmazni a micro:bit beépített érzékelőit;
• egyszerű játékokat és elektronikai projekteket tervezni;
• tesztelni és kijavítani a programjukat.

---

📚 Tananyag

1. Ismerkedés a micro:bittel

A micro:bit egy oktatási célokra készült programozható eszköz. Számítógéphez USB-kábellel, táblagéphez vagy telefonhoz pedig vezeték nélküli kapcsolattal csatlakoztatható.

A micro:bit fő részei

• 5 × 5 LED-ből álló kijelző;
• A és B nyomógomb;
• micro-USB-csatlakozó;
• elemtartó csatlakozója;
• érintkezőcsapok;
• rádióantenna;
• hőmérséklet-érzékelő;
• fényérzékelő;
• gyorsulásmérő;
• iránytű;
• mikrofon és hangszóró az újabb változaton.

Bemenet és kimenet

A bemenet olyan információ, amelyet a micro:bit érzékel vagy megkap.

Példák:

• gombnyomás;
• rázás;
• hang;
• fény;
• hőmérséklet;
• rádióüzenet.

A kimenet a program működésének látható vagy hallható eredménye.

Példák:

• ikon megjelenítése;
• szöveg kiírása;
• hang lejátszása;
• rádióüzenet küldése;
• külső eszköz vezérlése.

Microsoft MakeCode

A MakeCode online programozási környezetben:

• blokkprogramot készíthetünk;
• kipróbálhatjuk a programot a szimulátorban;
• letölthetjük a programot;
• átmásolhatjuk a micro:bitre;
• megnyithatjuk a program JavaScript- vagy Python-változatát.

Első program

Készíts programot, amely bekapcsoláskor egy szívet jelenít meg!

Projekt

👋 Digitális névjegy: a micro:bit írja ki a tanuló nevét, majd jelenítsen meg egy választott ikont!

---

2. A LED-kijelző használata

A micro:bit előlapján 25 programozható LED található. Ezekkel számokat, betűket, ikonokat és egyszerű animációkat jeleníthetünk meg.

Megtanuljuk

• ikon megjelenítése;
• saját LED-kép rajzolása;
• szöveg kiírása;
• szám megjelenítése;
• LED bekapcsolása és kikapcsolása;
• a fényerő beállítása;
• egyszerű animáció készítése;
• a kijelző törlése.

Koordináták a LED-kijelzőn

A LED-ek helyét két számmal adhatjuk meg:

• az x a vízszintes helyzet;
• az y a függőleges helyzet;
• az értékek 0-tól 4-ig terjednek;
• a bal felső LED helye: x = 0, y = 0.

Animáció

Az animáció több, egymás után gyorsan megjelenő képből áll.

Például:

1. kis szív;
2. nagy szív;
3. kis szív;
4. nagy szív.

Ha a képek között rövid várakozást használunk, dobogó szívhez hasonló animációt kapunk.

Projekt

❤️ Dobogó szív: készíts ismétlődő LED-animációt kis és nagy szív felváltva történő megjelenítésével!

---

3. Gombok és események

A micro:bit A és B gombja bemeneti eszköz. A program különböző műveleteket hajthat végre attól függően, hogy melyik gombot nyomjuk meg.

Eseményvezérelt programozás

Az esemény olyan történés, amely elindít egy programrészt.

Esemény lehet:

• a program elindítása;
• az A gomb lenyomása;
• a B gomb lenyomása;
• az A és B gomb együttes lenyomása;
• a micro:bit megrázása;
• a logó megérintése;
• rádióüzenet érkezése.

Példa

• Az A gomb lenyomásakor jelenjen meg egy mosolygó arc.
• A B gomb lenyomásakor jelenjen meg egy szomorú arc.
• Az A+B gombok lenyomásakor törlődjön a kijelző.

Párhuzamos események

A micro:bit egyszerre több eseményre is figyelhet. Minden eseményhez külön programrészt készíthetünk.

Projekt

🚦 Egyszerű jelzőberendezés

• A gomb: indulást jelző ikon;
• B gomb: megállást jelző ikon;
• A+B gomb: figyelmeztető hang.

---

4. Változók és számlálók

A változó olyan, mint egy névvel ellátott tárolóhely. A program adatokat helyezhet bele, és az értékét működés közben megváltoztathatja.

Mire használhatjuk a változókat?

• pontszám tárolására;
• gombnyomások számolására;
• körök számlálására;
• idő mérésére;
• hőmérséklet tárolására;
• játékállapot kezelésére.

Fontos műveletek

• változó létrehozása;
• kezdőérték beállítása;
• érték növelése;
• érték csökkentése;
• változó értékének megjelenítése.

Példa – lépésszámláló

1. Hozzuk létre a lépések változót!
2. Kezdéskor legyen az értéke 0!
3. Rázáskor növeljük 1-gyel!
4. Az A gomb lenyomásakor jelenítsük meg!
5. Az A+B gombokkal nullázzuk le!

Projekt

🔢 Digitális számláló

• A gombbal növeljük az értéket;
• B gombbal csökkentsük;
• A+B gombokkal állítsuk vissza nullára.

---

5. Véletlen számok

A véletlen szám segítségével kiszámíthatatlanabbá és érdekesebbé tehetjük a programokat.

Felhasználási lehetőségek

• digitális dobókocka;
• véletlen ikon;
• véletlen dallam;
• sorsolás;
• játékbeli választás;
• kő–papír–olló;
• véletlenszerű kérdés.

Digitális dobókocka

A micro:bit megrázásakor:

1. válasszon véletlen számot 1 és 6 között;
2. tárolja egy változóban;
3. jelenítse meg a kijelzőn.

Feltétel használata

A véletlen szám alapján különböző eredményeket jeleníthetünk meg:

• 0: kő;
• 1: papír;
• 2: olló.

Projekt

✊ Kő–papír–olló játék

A micro:bit megrázáskor válasszon véletlenszerűen a három lehetőség közül, majd jelenítse meg annak jelét!

---

6. Feltételek és döntések

A feltételek segítségével a program különböző helyzetekben különböző műveleteket hajthat végre.

Feltételes szerkezetek

• ha… akkor;
• ha… akkor… különben;
• több lehetőség vizsgálata;
• összehasonlítások;
• összetett feltételek.

Összehasonlítások

A program megvizsgálhatja, hogy egy érték:

• egyenlő-e egy másik értékkel;
• kisebb-e;
• nagyobb-e;
• elérte-e a megadott határt.

Példa – hőmérséklet-jelző

• Ha a hőmérséklet 25 °C felett van, jelenjen meg a nap ikon.
• Különben jelenjen meg egy hópehely.

Több lehetőség

• 25 °C felett: meleg;
• 15–25 °C között: kellemes;
• 15 °C alatt: hűvös.

Projekt

🌡️ Hőmérséklet-jelző: mérje meg a környezet hőmérsékletét, és jelenítsen meg annak megfelelő ikont!

---

7. Ciklusok

A ciklus egy programrész többszöri végrehajtását teszi lehetővé.

Ciklustípusok

• folyamatos ismétlés;
• meghatározott számú ismétlés;
• ismétlés feltétel alapján.

Folyamatos ciklus

A mindig blokkban elhelyezett utasítások a program működése alatt folyamatosan ismétlődnek.

Használhatjuk:

• hőmérséklet figyelésére;
• fényerő mérésére;
• animáció ismétlésére;
• gombok állapotának ellenőrzésére.

Meghatározott ismétlés

Ha pontosan tudjuk, hányszor szeretnénk végrehajtani egy utasítást, ismétlésblokkot használhatunk.

Projekt

💓 Villogó jelzőfény: a LED-ek ötször villanjanak fel, majd jelenjen meg egy pipa!

---

8. A micro:bit érzékelői

A micro:bit különböző adatokat képes érzékelni a környezetéből.

Gyorsulásmérő

Felismeri:

• a rázást;
• a döntést;
• a zuhanást;
• a mozgást;
• a képernyővel felfelé vagy lefelé fordítást.

Iránytű

Megmutatja az égtájak irányát:

• észak;
• kelet;
• dél;
• nyugat.

Az iránytű első használatakor kalibrálásra lehet szükség.

Hőmérséklet-érzékelő

Közelítő értéket ad a micro:bit környezetének hőmérsékletéről.

Fényérzékelés

A LED-kijelző a környezet fényerejét is képes mérni.

• alacsony érték: sötét;
• magas érték: világos.

Hangérzékelés

A micro:bit V2 mikrofonja képes érzékelni a környezet hangerejét.

Projektlehetőségek

• 🧭 digitális iránytű;
• 🌡️ hőmérő;
• 🌙 automatikus éjszakai fény;
• 👏 tapsra reagáló jelzés;
• 👣 egyszerű lépésszámláló.

---

9. Hangok és zene

A micro:bit V2 beépített hangszóróval rendelkezik. A korábbi változathoz külső hangszóró vagy fejhallgató csatlakoztatható.

Megtanuljuk

• hang lejátszása;
• hangmagasság beállítása;
• hang hosszának megadása;
• szünet használata;
• dallam lejátszása;
• hangerő módosítása;
• saját dallam készítése.

Hang és esemény

A különböző gombokhoz különböző hangokat rendelhetünk:

• A gomb: mély hang;
• B gomb: magas hang;
• A+B gomb: rövid dallam.

Projekt

🎹 Mini zongora: az A, B és A+B gombok különböző hangokat játsszanak le!

---

10. Rádiókommunikáció

A micro:bitek vezeték nélkül képesek adatokat küldeni egymásnak.

Rádiócsoport

A kommunikáló micro:biteken ugyanazt a rádiócsoportot kell beállítani. A különböző csoportok nem fogadják egymás üzeneteit.

Küldhető adatok

• szám;
• szöveg;
• változó neve és értéke.

Üzenet fogadása

A fogadó micro:bit külön eseményblokk segítségével reagálhat az érkező üzenetre.

Fontos szabály

Rádiókapcsolat használatakor ne küldjünk személyes adatokat vagy sértő üzeneteket!

Projekt

📻 Vezeték nélküli üzenetküldő

• A gombbal küldjünk mosolygó arcot;
• B gombbal küldjünk szomorú arcot;
• a másik micro:bit jelenítse meg a kapott üzenetet.

---

11. Egyszerű játék készítése

Egy játék elkészítése előtt meg kell terveznünk:

• a játék célját;
• az irányítást;
• a szabályokat;
• a pontozást;
• a győzelmi feltételt;
• a játék végét.

Reakcióidő-mérő

A játék menete:

1. A micro:bit véletlen ideig vár.
2. Megjelenít egy jelet.
3. A játékos megnyomja a gombot.
4. A program megméri az eltelt időt.
5. Megjeleníti az eredményt.

Szükséges programozási elemek

• változó;
• véletlen szám;
• esemény;
• időmérés;
• feltétel;
• eredmény megjelenítése.

Más játékötletek

• „Találd ki a számot!”;
• gyorsasági gombnyomás;
• memóriajáték;
• reflexjáték;
• elektronikus dobókocka;
• kő–papír–olló.

Projekt

⏱️ Reakcióidő-mérő játék

Versenyezzetek párokban, majd hasonlítsátok össze az eredményeket!

---

12. Saját micro:bit projekt

A témakör végén a tanulók önállóan vagy párban készítenek egy saját projektet.

A projektkészítés lépései

1. Probléma vagy ötlet megfogalmazása.
2. A cél meghatározása.
3. A szükséges bemenetek és kimenetek kiválasztása.
4. Az algoritmus elkészítése.
5. A program összeállítása.
6. Kipróbálás a szimulátorban.
7. Feltöltés a micro:bitre.
8. Tesztelés és hibajavítás.
9. A projekt bemutatása.

Választható projektek

• intelligens éjszakai fény;
• digitális hőmérő;
• lépésszámláló;
• reakcióidő-mérő;
• mini zongora;
• elektronikus iránytű;
• rádiós szavazórendszer;
• vezeték nélküli üzenetküldő;
• kő–papír–olló játék.

---

🛠️ Összefoglaló projekt

🏫 Intelligens tantermi jelzőrendszer

Készítsetek olyan micro:bit-programot, amely:

• méri a tanterem fényerejét;
• megjeleníti a hőmérsékletet;
• túl nagy zaj esetén figyelmeztet;
• gombnyomásra kijelzi a mért adatokat;
• különböző ikonokat használ;
• rádión továbbíthatja az adatokat egy másik micro:bitnek.

A projektben jelenjen meg:

• legalább két változó;
• legalább egy feltétel;
• legalább egy ciklus;
• gombnyomáshoz kapcsolódó esemény;
• érzékelőtől érkező adat;
• vizuális vagy hangjelzés.

---

🔧 Tesztelés és hibakeresés

A program elkészítése után ellenőrizzük:

• elindul-e a program;
• megfelelő eseményhez kapcsolódnak-e az utasítások;
• kapnak-e kezdőértéket a változók;
• helyesen működnek-e a feltételek;
• nem ismétlődik-e valami túl gyorsan;
• megfelelő rádiócsoport van-e beállítva;
• a szimulátorban és a valódi micro:biten is működik-e.

Gyakori hibák

• a program csak a szimulátorban működik;
• nincs beállítva a rádiócsoport;
• a változó nem kap kezdőértéket;
• rossz eseményblokkot használunk;
• a feltétel soha nem teljesül;
• túl rövid a várakozási idő;
• a micro:bit nincs megfelelően csatlakoztatva.

---

✅ Mit tanultunk?

A témakör végére a tanuló:

• felismeri a micro:bit legfontosabb részeit;
• megkülönbözteti a bemenetet és a kimenetet;
• önálló MakeCode-programot készít;
• használja a LED-kijelzőt és a gombokat;
• eseményvezérelt programokat hoz létre;
• változókat, feltételeket és ciklusokat alkalmaz;
• használja a micro:bit beépített érzékelőit;
• hangokat és egyszerű dallamokat programoz;
• rádiókapcsolatot hoz létre két micro:bit között;
• egyszerű játékot vagy elektronikai projektet tervez;
• teszteli és kijavítja a programját.